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生產(chǎn)過程的綠色化也就是綠色生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)，包括清潔的原料、清潔的生產(chǎn)過程和清潔的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生產(chǎn)過程的綠色化有了高度的重視，污染控制戰(zhàn)略已由末端治理轉(zhuǎn)向生產(chǎn)過程中的污染控制。在生產(chǎn)過程中，最大限度地減少源頭污染，對源頭不能消減的污染，采取無害于環(huán)境的循環(huán)控制利用，將污染解決在發(fā)生之前，減少對生態(tài)環(huán)境的影響，盡可能做到污水零排放或減少排放；采用無害或低害的反應(yīng)物質(zhì)，選擇溫和、安全的生產(chǎn)反應(yīng)條件等措施。

紡織工業(yè)廢水總排放量8O以上是染整廢水，含雜量大，色度深，水質(zhì)變化大，治理困難。處理每噸污水最低需要0．70元的費用，有的甚至高達(dá)每噸3．00元。印染助劑對環(huán)境的影響有安全性和生物降解性。印染助劑的安全性是能否投人生產(chǎn)使用應(yīng)首先考慮的問題，它包括急性和慢性毒性、致癌性、對皮膚刺激性、致畸性、致變性，以及對水生物毒性和生理效應(yīng)等，人們對安全性一直比較重視。近幾年來，生物降解性受到人們的關(guān)注，生物降解性差的印染助劑會積聚起來，對環(huán)境造成污染。染整污水的排放造成多數(shù)江河的污染，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成危害，因此節(jié)約用水和污水處理是解決染整行業(yè)污染的重大問題。從產(chǎn)生污水的源頭來看，主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水量大，含有難處理的化學(xué)物質(zhì)，這就要求改進(jìn)縮短工藝流程，減少污水的排放量，在生產(chǎn)過程中，不使用有害的或低害的助劑。本文從原料、產(chǎn)品角度考慮，對棉織物前處理過程(退漿、煮練、漂白、絲光)的綠色化加以分析。

2過程分析與結(jié)論

2．1退漿過程

坯布上的漿料來自紡織廠為了提高紗線的織造性能給紗線所上的一定漿料。傳統(tǒng)的漿料有天然的淀粉漿料和化學(xué)漿料PVA、PMA、CMC等。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，淀粉漿以其極大的天然優(yōu)勢，受到了人們的青睞和客戶的歡迎。其他的化學(xué)漿料由于本身存在的缺陷將逐步被淘汰。

漿料的存在為印染加工帶來許多困難，諸如阻礙滲透，浪費染化原料，影響后序加工和產(chǎn)品質(zhì)量等，因此漿料的去除是必要的。去除漿料的過程稱為退漿，退漿有酶退漿、堿退漿、酸退漿、氧化劑退漿等多種方法。由于使用的化學(xué)藥劑不同，其對廢水成分和環(huán)境的影響也有所不同。

2．1．1酶退漿

該方法以BF一7658淀粉酶為主要反應(yīng)劑。淀粉酶能催化淀粉大分子鏈發(fā)生水解，從而生成分子量較小、粘度較低、溶解度較高的一些低分子化合物，再經(jīng)過水洗即可去除淀粉漿料。淀粉酶的轉(zhuǎn)化率高，溶化速度快，適宜于連續(xù)化生產(chǎn)，效率高，退漿率高達(dá)8O以上，最大的優(yōu)點是廢水治理簡單。

使用BF一7658淀粉酶要注意的問題是活化劑的配套適用。通常汽蒸法退漿液由BF一7658淀粉酶1～2g／L、食鹽5g／I醋酸調(diào)節(jié)pH為6．5～7、表面活性劑lg／L等組成。加食鹽是為了增加酶的活性，醋酸是為了調(diào)節(jié)pH值，表面活性劑是提高棉織物的滲透性。除酶以外同樣要求其他的助劑也必需符合環(huán)保要求。使用大量的食鹽、醋酸、表面活性劑也能造成污染，希望除酶以外加入更好的助劑來活化酶，同時又不造成環(huán)境污染。

2．1．2堿退漿

該方法以氫氧化鈉為主要反應(yīng)劑。氫氧化鈉不能使淀粉溶解，但它能使淀粉發(fā)生劇烈的膨化，使分子間距增大，結(jié)構(gòu)變松；同時也使得淀粉與棉纖維上的羥基之間的氫鍵結(jié)合受到破壞，進(jìn)而使淀粉在棉纖維上的附著力下降，提高了它脫離棉纖維而溶解于水的能力，使其水溶性增加，再經(jīng)水洗就可將淀粉去除[5]。氫氧化鈉是腐蝕性很強(qiáng)的堿，溶解時污染空氣，運(yùn)輸、貯藏要求高，廢水不宜治理。通常汽蒸法退漿液由氫氧化鈉10 g／I、表面活性劑1～2 g／I等組成口]。堿退漿污染比較嚴(yán)重，生產(chǎn)環(huán)境不友好。

2．1．3酸退漿

該方法以硫酸為主要反應(yīng)劑。稀硫酸在適當(dāng)?shù)臈l件下使淀粉發(fā)生一定的水解而轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘矸邸⑻穷惖幕旌衔?，這些水解產(chǎn)物的水溶性較高，基于從棉織物上洗去。硫酸是腐蝕性很強(qiáng)的酸，溶解時污染空氣，運(yùn)輸、貯藏要求高，廢水也不宜治理。通常軋堆法退漿液由硫酸4～6g／L、表面活性劑1～2g／L等組成。酸退漿對纖維有一定的損傷，污染比較嚴(yán)重，生產(chǎn)環(huán)境不友好。

2．1．4氧化劑退漿

該方法以雙氧水、次氯酸鈉和過醋酸為主要反應(yīng)劑。氧化劑能使?jié){料氧化降解，不但水溶性增大，而且洗液的粘稠性也減小，很容易把漿料去除。雙氧水、次氯酸鈉和過醋酸都是腐蝕性很強(qiáng)的氧化劑。

(1)雙氧水退漿。雙氧水退漿以雙氧水為主要反應(yīng)劑。雙氧水是氧化性極強(qiáng)的氧化劑，腐蝕性很強(qiáng)。軋蒸法退漿液由雙氧水4～6g／L、氫氧化鈉8～10g／L、表面活性劑2~4g／I等組成。雙氧水本身對環(huán)境的污染不是很大，但其他助劑的污染要比雙氧水嚴(yán)重?，F(xiàn)在已有過氧化物酶代替其他助劑來控制雙氧水的分解，從而減少污染。從另一個觀點出發(fā)，也可考慮一下能否開發(fā)出新的催化劑，既能控制雙氧水的分解，也能催化氧與漿料的反應(yīng)，減少污染。

(2)次氯酸鈉退漿。次氯酸鈉退漿是以次氯酸鈉為主要反應(yīng)劑的方法。次氯酸鈉是反應(yīng)性很強(qiáng)的氧化劑，由于其價格低廉，操作方便，設(shè)備簡單，使用溫度低，應(yīng)用較廣泛。軋堆法退漿液由次氯酸鈉2g／L(有效氯)、氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9．5～10、表面活性劑lg／I等組成。退漿后還要以硫酸進(jìn)行脫氯，以防氯損。在次氯酸鈉的使用過程中，會產(chǎn)生不可降解的可吸附有機(jī)氯化物AOX，很多國家制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。次氯酸鈉的使用將隨著清潔生產(chǎn)要求的提高而逐步被淘汰。歐共體最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在通常情況下漂白廢水中AOX排放量應(yīng)控制在40mgCl／Kg。

(3)過醋酸退漿。過醋酸退漿是以過醋酸為主要反應(yīng)劑的方法。過醋酸是冰醋酸與雙氧水的平衡反應(yīng)物，也可以用醋酸酐與雙氧水反應(yīng)制得。退漿液由過醋酸、焦磷酸鈉、氫氧化鈉、表面活性劑等組成。過醋酸具有較高的氧化電位，對環(huán)境無污染，退漿過程可在溫和的條件下進(jìn)行，織物上殘留物易清洗，對織物損傷小，被認(rèn)為是很有前途的“綠色氧化劑”。過醋酸作為氧化劑在漂白過程中應(yīng)用較多，在退漿過程也應(yīng)得到應(yīng)用。

根據(jù)以上的分析，對幾種退漿方法加以比較，酶退漿、雙氧水退漿和過醋酸退漿是附合清潔生產(chǎn)的工藝方法，應(yīng)加以提倡，推廣應(yīng)用。

2．2煮練過程

煮練要去除的是纖維素的共生物，主要包括果膠質(zhì)、蠟狀物質(zhì)、含氮化合物、棉籽殼和灰分。這些共生物的存在，影響著纖維的吸濕性和白度。根據(jù)使用的煮練劑不同，煮練方法有堿煮練和酶精練。由于使用的煮練劑不同，排放廢水的成分有所不同，因此治理工作的難易程度也就不同。

2．2．1堿煮練

該方法以氫氧化鈉為主要反應(yīng)劑。通常軋蒸法煮練液由氫氧化鈉20~40g／I、表面活性劑5~8g／L、亞硫酸氫鈉0～5g／L、磷酸鈉0～lg／L等組成。

用堿和助練劑在高溫條件下處理棉織物，使纖維素共生物分解、乳化，再經(jīng)水洗而被去除。該方法是以高溫強(qiáng)堿反應(yīng)進(jìn)行，不僅生產(chǎn)環(huán)境惡劣，而且排放的廢水堿度高、成分復(fù)雜，治理也較困難。

2．2．2酶精練

該方法以生物酶為主要反應(yīng)劑。由于煮練是對高溫堿處理而言，目前對酶還不能采用高溫，因酶不耐高溫，否則酶將失活，所以只能精練，而不能煮練。能用于精練的酶有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等，有時也將幾種酶復(fù)合在一起使用，協(xié)同去除各種纖維素共生物，效果會更好。酶的作用主要是使纖維素共生物降解形成可溶性的產(chǎn)物，經(jīng)過水洗去除。其作用比較復(fù)雜，需要進(jìn)一步細(xì)致地研究。通常軋堆法精練液由生物酶6～8g／L、表面活性劑5～6g／L、pH調(diào)節(jié)劑等組成。該方法加工條件溫和，耗能低，廢水也容易治理。通過堿煮練和酶精練的對比分析，酶精練不污環(huán)境，作業(yè)環(huán)境安全、能耗低。酶精練是符合清潔生產(chǎn)要求的加工方法，值得大力研究推廣應(yīng)用。

2．3漂白過程

漂白的目的是去除棉纖維上的天然色素，賦予棉織物以必要的白度，進(jìn)而提高染色和印花的色澤鮮艷度。漂白劑有次氯酸鈉、亞氯酸鈉、雙氧水、過醋酸等。

2．3．1次氯酸鈉漂白

該方法以次氯酸鈉為主要反應(yīng)劑。漂白液的組成與次氯酸鈉退漿液的組成相類似，也要用硫酸進(jìn)行脫氯，同樣不是清潔生產(chǎn)。

2．3．2亞氯酸鈉漂白

該方法以亞氯酸鈉為主要反應(yīng)劑。軋蒸法漂白液是由亞氯酸鈉15~25g／L、活化劑l~2g／L、緩沖劑(控制pH)、表面活性劑3~5g／L等組成。在應(yīng)用的過程中會產(chǎn)生有毒的二氧化氯，對人體非常有害，這種方法應(yīng)該淘汰。

2．3．3雙氧水漂白

該方法以雙氧水為主要反應(yīng)劑。漂白液的組成與雙氧水退漿液的組成相類似?，F(xiàn)在提倡雙氧水和過氧化物酶漂白，以減少對環(huán)境的污染。

2．3．4過醋酸漂白

過醋酸漂白以過醋酸為主要反應(yīng)劑。漂白液的組成與過醋酸退漿液的組成相類似。與其他漂白劑相比，過醋酸有許多優(yōu)點：(1)氧化電位(0．986V)與亞氯酸鈉相近(1．073V)；(2)不產(chǎn)生任何有毒作用，排放物完全可生物降解；(3)漂白反應(yīng)可在弱酸或中性條件下進(jìn)行，有利于保護(hù)纖維的機(jī)械性能。所以過醋酸漂白是優(yōu)良的方法。

2．4退煮漂一浴過程

為了節(jié)省能源，提高生產(chǎn)效率，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，通常將幾個工序合并在一起進(jìn)行加工，產(chǎn)生了一浴工藝，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用比較多。

2．4．1傳統(tǒng)的退煮漂一浴

該方法以氫氧化鈉、雙氧水為主要反應(yīng)劑。其溶液組成為氫氧化鈉、雙氧水、穩(wěn)定劑、表面活性劑等。雖然工藝流程較短，但是污染仍然存在，排放的廢水不易治理。

2．4．2酶退煮漂一浴

該方法以酶、雙氧水為主要反應(yīng)劑。酶退漿、酶精練、酶漂白都要用到酶。經(jīng)過酶種的選擇，可以將三個工序合并進(jìn)行，是較理想的工藝過程，完全附合綠色生產(chǎn)，具有很高的應(yīng)用價值。酶的退煮漂是最近幾年研究的重點，生產(chǎn)中已有應(yīng)用，但是仍存在很多問題，需要更進(jìn)一步地研究。

2．5絲光過程

棉織物絲光是指棉織物在經(jīng)緯方向上都受到張力的情況下，用濃堿溶液或其他絲光劑處理，以改善織物性能的加工過程。通過絲光棉織物的強(qiáng)度有所提高，對染料的吸附能力有所增加，還產(chǎn)生絲一般的光澤。常用的絲光劑有氫氧化鈉、液氨等。

2．5．1氫氧化鈉絲光

該方法以氫氧化鈉為主要反應(yīng)劑。使用的氫氧化鈉濃度為240～280g／L，由于堿的濃度較高，需要回收利用，操作環(huán)境不友好。絲光后棉織物要經(jīng)過大量的水洗，浪費水資源，且廢水的排放量也較大，治理較困難。

2．5．2液氨絲光

該方法以液態(tài)氨為主要反應(yīng)劑。液氨循環(huán)利用，棉織物上殘存的少量氨經(jīng)烘干或水洗去除。液氨絲光對環(huán)境的污染較小。相比之下液氨絲光工藝的污染程度比氫氧化鈉絲光工藝要小。

2．6退煮漂絲光一浴過程

人們設(shè)想將前處理工藝合并為一個工藝過程進(jìn)行加工，這樣就可以大大提高效率，節(jié)約成本，所以對該工藝的可行性也進(jìn)行了研究。

該方法是以氫氧化鈉、雙氧水為主要反應(yīng)劑，另外還要有穩(wěn)定劑、表面活性劑。該工藝能使織物的毛效、白度、鋇值等指標(biāo)較理想，但強(qiáng)力下降較多。要使該工藝可行，關(guān)鍵是選擇一種能在強(qiáng)堿性條件下，有效控制雙氧水分解速率的穩(wěn)定劑，提高雙氧水漂白效果，使纖維避免不必要的損傷。由于該工藝所具有的特點，在考慮工藝過程綠色化的前提下，應(yīng)該做深入細(xì)致地研究。

2．7加工方法的選擇

在不使用有害的物質(zhì)和選擇較短工藝過程的同時，還應(yīng)考慮和選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?，實現(xiàn)操作環(huán)境的相對溫和。加工方法和設(shè)備有密切關(guān)系，高溫或高壓條件下的操作環(huán)境友好程度較差。所采取的方法有以下幾種。

(1)浸軋堆置法。在一定溫度下浸軋并保溫堆置一定的時間；冷軋后施加張力保持一定時間(如絲光)。特點是節(jié)約能源和用水。

(2)浸漬法。在一定溫度的處理液中，保持一定的時間。一般在較高溫度下進(jìn)行。

(3)浸軋汽蒸法。浸軋后，汽蒸一定的時間。

(4)高溫高壓法。在高溫高壓的處理液中，保持一定的時間。

總之，通過對棉織物前處理各工藝過程的分析，酶的退煮漂和液氨絲光是理想的清潔生產(chǎn)過程，應(yīng)當(dāng)重點研究和應(yīng)用。同時對退煮漂絲光一浴工藝也應(yīng)進(jìn)行開發(fā)，希望盡早應(yīng)用于生產(chǎn)。